8º Encontro Nacional de Tecnologia Química
Realizado em Vitória/ES, de 09 a 11 de Setembro de 2015.
ISBN: ISBN 978-85-85905-13-2

TÍTULO: ESTUDO DE DESEMPENHO DE VÁLVULAS DE CONTROLE DO TIPO ESFERA COM ACIONAMENTO PNEUMÁTICO E POSICIONADOR DIGITAL

AUTORES: Golfetto, L.G. (FAACZ) ; Nascimento, E.P. (FAACZ) ; Oliveira, J.G. (FAACZ) ; Palauro, A.C. (FAACZ) ; Halasz, M.R.T. (FAACZ)

RESUMO: Além de presença significativa nas malhas de controle, a função das válvulas industriais tem elevada importância na indústria em diferentes aplicações, sendo que o desempenho operacional desses equipamentos podem impactar diretamente na variabilidade da malha de controle e consequentemente na qualidade do produto tendo seus impactos econômicos significativos. Esse trabalho dedica-se ao estudo de desempenho da válvula de controle do tipo esfera simulando condições operacionais distintas em uma planta de simulação industrial, através de técnicas de manutenção preditiva será avaliado e comparado os resultados de desempenho da válvula afim de identificar as características dos resultados para cada condição simulada.

PALAVRAS CHAVES: Válvulas de controle; Estudo de desempenho; Manutenção preditiva

INTRODUÇÃO: As válvulas de controle são equipamentos industriais que além da necessidade de apresentar uma estanqueidade dentro do permissível conforme sua classe de vedação precisam apresentar um bom desempenho de resposta, dependendo da aplicação o tempo de resposta ao sinal enviado pode interferir diretamente na produção industrial. Uma falha inesperada em uma válvula crítica para o processo podem ter impactos negativos imensuráveis no âmbito ambiental, financeiro e operacional. Estudar o desempenho operacional de válvulas de controle do tipo esfera simulando condições operacionais distintas em uma malha de controle fechada, o tipo de válvula escolhido está baseado na afirmação de MATHIAS (2008), que indica que as válvulas do tipo esfera são as mais utilizadas na indústria. Desta forma este trabalho abordará as noções básicas das válvulas industriais, bem como suas tipologias e a importância da aplicação da manutenção preditiva em válvulas de controle a fim de garantir aquilo que a indústria atual mais almeja para seus equipamentos: a disponibilidade.

MATERIAL E MÉTODOS: Para desenvolvimento do estudo proposto foi utilizado uma planta de simulação industrial concedida pela empresa Metso e desenvolvido o circuito eletrônico para controle automático do nível do tanque através da leitura dos sensores de nível e controle de alimentação da bomba afim de simular uma malha de controle fechada. Para a realização dos testes de desempenho na válvula foi utilizado o software FieldCare da empresa Metso e a interface USB HART para estabelecer a comunicação entre o posicionador e o software. Todos os testes aplicados tiveram os parâmetros de execução iguais afim de garantir a comparação fiel entre os testes. Com intuito de analisar o desempenho da válvula de controle do tipo esfera com acionamento pneumático e posicionador digital em diferentes cenários foi aplicado alguns problemas no conjunto válvula, atuador e posicionador que impactam diretamente no desempenho operacional do equipamento, foi aplicado uma resistência ao movimento interno da válvula, vazamento pneumático no atuador e posicionador com superdimensionamento. Também foi aplicado técnicas de melhoria conforme instruções do fabricante dos equipamentos afim de certificar a melhora do desempenho durante os testes, as melhorias aplicadas foi a configuração dos parâmetros do posicionador digital e a substituição do atuador para o tipo pistão dupla ação. A válvula foi testada em condições operacionais diferentes e os resultados dos testes de desempenho foram analisados e comparados no presente trabalho.

RESULTADOS E DISCUSSÃO: Os resultados dos testes da válvula em condição normal de operação apresentaram ultrapassagem do sinal enviado e instabilidade no final do curso, as características de desvio apresentada pode ser vinculada ao tipo de atuador utilizado, sendo do tipo pinhão cremalheira, sua construção limita a variação de passo interna para movimentar a válvula. Os resultados dos testes da válvula com aplicação de problemas apresentaram desvios similares da condição normal sendo mais acentuados (figura 1) e os resultados dos testes da válvula após aplicação de técnicas de melhoria comprovaram nos testes a melhora de controle e desempenho do equipamento (figura 2).

Figura 1

Resultado do teste com posicionador superdimensionado

Figura 2

Comparação do teste com aplicação de técnicas de melhoria

CONCLUSÕES: Por meio da análise e comparação técnica realizada no presente estudo foi possível identificar para cada comportamento do conjunto testado a possível causa do problema, podendo ser extensível para outras válvulas com característica construtiva similares ao conjunto testado, sendo necessário uma análise dos materiais, construção e função dos equipamentos.

AGRADECIMENTOS: Os autores agradecem à instituição FAACZ e a empresa METSO.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: MATHIAS, A. C. (2008). Válvulas: Industriais segurança, controle. São Paulo: Artliber.